Artykuły - Przemysł chemiczny

Mocznik - na fali wzrostu

21.01.2011
Mocznik - na fali wzrostu

Następstwa globalnego kryzysu finansowego nie ominęły sektora nawozów sztucznych. Jednakże, spowolnienie w segmencie nawozów azotowych było najmniej zauważalne w porównaniu z nawozami fosforowymi, czy potasowymi. W 2008 r. odnotowano ok. 1,7% wskaźnik wzrostu ogólnoświatowej produkcji mocznika przy rosnącym o ok. 3,6% zapotrzebowaniu ( „Urea: 2010 World Market Outlook and Forecast”, IFA).

Światowe zdolności produkcyjne
Mocznik (karbamid), będący diamidem kwasu węglowego jest rozpuszczalnym w wodzie związkiem, który w czystej postaci tworzy bezbarwne kryształy. Jest otrzymywany w skali technicznej z bezwodnego amoniaku i dwutlenku węgla, powstającego jako produkt uboczny w trakcie produkcji NH3. Stąd też, instalacje przemysłowe do syntezy mocznika są zazwyczaj położone w pobliżu wytwórni amoniaku. Synteza karbamidu jest prowadzona w warunkach podwyższonej temperatury (180 – 210˚C) i pod ciśnieniem ok. 150 barów. W pierwszym etapie produkcyjnym powstaje karbaminian amonu (H2NCOONH4), który ulega następnie odwodnieniu z utworzeniem mocznika (H2NCONH2). Całkowita wydajność procesu syntezy wzrasta wraz ze wzrostem temperatury i molowego stosunku wyjściowych reagentów (NH3 i CO2). Powstały ok. 80% roztwór mocznika jest w kolejnym etapie zatężany lub poddawany krystalizacji. Z roztopionych kryształów otrzymuje się czysty produkt w postaci granulatu lub perełkowatych cząstek. O ile perełkowaty gatunek był dotychczas najczęściej wykorzystywaną w rolnictwie formą mocznika, to w nowych instalacjach wytwórczych otrzymuje się przede wszystkim granulowany produkt.
Fabryki mocznika są położone we wszystkich regionach geograficznych, w niemalże 50 krajach świata. Zgodnie z szacunkowymi obliczeniami przedstawicieli firmy Sinochem Co. Ltd., globalna produkcja mocznika osiągnęła w 2009 r. wartość ok. 152 mln ton, przy dostępnym potencjale wytwórczym dochodzącym do 171 mln t/r. Nowe instalacje produkcyjne powstały m.in. w Rosji, Chinach, Indiach i w Omanie. W październiku br. nastąpił także rozruch powiększonej o 270 tys. t/r. instalacji do produkcji granulowanego mocznika w Zakładach Azotowych Puławy SA, których moce wytwórcze po rozbudowie i modernizacji wzrosły do 1 215 tys. t/r. Do końca bieżącego roku planowane jest oddanie do użytku kolejnych wytwórni (głównie na kontynencie azjatyckim), prowadząc do zwiększenia globalnych zdolności wytwórczych o ok. 48 mln t/r. Na lata 2008 – 2013 zaplanowano oddanie do użytku 50 nowych wytwórni, zlokalizowanych przede wszystkim na terenie kontynentu azjatyckiego.
Autorzy najnowszego raportu IFA (International Fertilizer Industry Association) zatytułowanego „Urea: 2010 World Market Outlook and Forecast” oszacowali wolumen światowej produkcji mocznika w 2008 r. na poziomie przekraczającym 146 mln ton, co stanowi ok. 37% wzrost w porównaniu z początkiem bieżącej dekady. Niekwestionowanym liderem jest rejon Azji Wschodniej, znacznie wyprzedzający drugi pod tym względem obszar geograficzny, jakim jest Azja Południowa. Czołowe miejsca na światowym rynku mocznika zajmują chińscy i indyjscy producenci, których łączne moce wytwórcze (jak i wielkość produkcji) przekraczają 50% światowego potencjału. W Unii Europejskiej wyprodukowano w tym czasie 7,7 mln ton mocznika (niemalże 5,5% udział w globalnej produkcji).

 

 

 

Zastosowanie
Największe ilości mocznika znajdują wykorzystanie w przemyśle rolniczym (nawozy sztuczne oraz dodatki do pasz zwierzęcych). Jest on zarówno stosowany jako jednoskładnikowy nawóz azotowy o największej zawartości tego pierwiastka, jak również wchodzi w skład mieszanych nawozów (np. superfosfat mocznikowy). Do nawożenia gleby stosuje się także wodne roztwory związków azotowych, które oprócz karbamidu, zawierają saletrę amonową lub siarczan magnezu. Szacuje się, że surowce roślinne, pochodzące z upraw nawożonych mocznikiem, są stosowane w skali całego świata do produkcji ponad 40% żywności.
Ok. 10% rocznego zapotrzebowania wykorzystują inne sektory przemysłowe, stosujące mocznik jako wyjściowy materiał w procesach prowadzących do otrzymania następujących produktów:
■ żywice mocznikowo-formaldehydowe, wchodzące w skład m.in. chemoutwardzalnych klejów o wysokiej odporności na ciepło. Tego typu kleje są przede wszystkim stosowane do produkcji płyt MDF, sklejki oraz płyt wiórowych. Żywice mocznikowo-formaldehydowe są także stosowane do powlekania papieru, skóry i wyrobów tekstylnych,
■ melamina, wykorzystywana głównie do produkcji szerokiego wachlarza żywic syntetycznych. Największe znaczenie przemysłowe mają żywice melaminowo-formaldehydowe, melaminowo-mocznikowo-formaldehydowe oraz melaminowo-mocznikowo-fenolowo-formaldehydowe. Są one wykorzystywane do wyrobu laminatów, płyt drewnopodobnych, klejów meblarskich, farb i lakierów (wykorzystywanych także w przemyśle samochodowym) oraz różnego rodzaju tworzyw sztucznych otrzymywanych na potrzeby przemysłu elektrotechnicznego, w tym do wyrobu artykułów gospodarstwa domowego. Żywice oparte na melaminie wchodzą również w skład środków pomocniczych, wykorzystywanych w przemyśle papierniczym i tekstylnym. Stosunkowo mniejsze ilości melaminy znajdują zastosowanie w dodatkach opóźniających palenie tworzyw (np. uniepalnianie pianki poliuretanowej),
■ kwas amidosulfonowy i jego sole,
■ środki lecznicze, w tym farmaceutyki zalecane w leczeniu dolegliwości neurologicznych oraz preparaty dermatologiczne wspomagające nawodnienie skóry, przeznaczone do miejscowego stosowania. Pochodne sulfanylomocznika wchodzą natomiast w skład podawanych doustnie leków przeciwcukrzycowych,
■ wyroby kosmetyczne, takie jak lotiony, olejki do kąpieli, środki do kondycjonowania włosów, preparaty do zmiękczania skóry, kosmetyki do zmywania twarzy oraz preparaty do wybielania zębów,
■ środki dezynfekujące, w których mocznik pełni rolę inhibitora reakcji rozkładu nadtlenku wodoru,
■ płyny do zmywania naczyń,
■ płyny do płukania tkanin,
■ mieszanki przeciwoblodzeniowe, stosowane na drogach i pasach startowych samolotów (mocznik wykazuje mniejsze zdolności korozyjne w porównaniu do chlorku sodu),
■ preparaty AdBlue oraz Air 1. Są one stosowane w wysokoprężnych silnikach z napędem diesla w celu zmniejszenia emisji do atmosfery tlenków azotu (NOx). Pewne ilości wysokowartościowego mocznika obniżającego emisję tlenków azotu są również wykorzystane w elektrowniach.

Rynek
Zapotrzebowanie na mocznik w poszczególnych rejonach świata ma charakter sezonowy, wynikający z podstawowego wykorzystania tego produktu w rolnictwie. Największy popyt na półkuli północnej występuje w marcu i kwietniu, podczas gdy na półkuli południowej w październiku i listopadzie. Wiodące pozycje w zapotrzebowaniu zajmują dwa obszary azjatyckie – Azja Wschodnia oraz Azja Południowa. Łączne zużycie mocznika w obu rejonach stanowi blisko 70% ogólnoświatowego popytu, podczas gdy udział Unii Europejskiej nie przekracza 7%.
Jednym z czynników wykazujących coraz większy wpływ na światowy popyt na nawozy mocznikowe są uprawy roślin wykorzystywanych do produkcji biopaliw (bioetanol i biodiesel). Obliczenia analityków z firmy Nexant ChemSystems wskazują, że zużycie mocznika do nawożenia tego typu roślin wyniosło w 2008 r. ok. 5 mln ton i będzie sukcesywnie wzrastać w kolejnych latach. Prognozowane zużycie pod koniec II dekady powinno przekroczyć 7,6 mln ton.
Ponad 20% globalnej produkcji jest przedmiotem międzynarodowej wymiany handlowej. Głównymi eksporterami są kraje położone na Bliskim Wschodzie (zwłaszcza Oman i Egipt) oraz w Europie Wschodniej i Azji Środkowej. Czołowe miejsce wśród importerów zajmują natomiast Stany Zjednoczone, Europa Zachodnia, Ameryka Łacińska oraz Azja Południowa (z wyjątkiem Chin). Dane statystyczne Międzynarodowego Stowarzyszenia Producentów Nawozów Sztucznych wskazują, że wolumen eksportu mocznika z Unii Europejskiej był w 2008 r. dwukrotnie mniejszy w porównaniu do importu wynoszącego ok. 4,7 mln ton.


CAŁY ARTYKUŁ ZNAJDĄ PAŃSTWO W NR 3/2010 "CHEMII I BIZNESU". ZAPRASZAMY.


Wyświetlono: 4953

Przeczytaj również

Skomentuj

Kalendarium

więcej